第05课 数组和字符串

第05课 计算机 c语言基础学习 数组和字符串，使用双引号可直接将字符数组初始化为字符串。分享给大家学习使用。

第05课 数组和字符串

• 数组
  • 构造数据类型之一
  • 数组（Array）是具有一定顺序关系的若干个变量的集合，组成数组的各个变量称为数组的元素（Element）
  • 数组中各元素的数据类型必须相同
  • 访问数组元素时，下标的取值范围为 0 ≤ index < length，过大或过小都会越界，导致数组溢出，发生不可预测的情况
  • 数组是一个整体，它的内存是连续的；也就是说，数组元素之间是相互挨着的，彼此之间没有一点点缝隙
    • 数组内存是连续的
    • 连续的内存为指针操作（通过指针来访问数组元素）和内存处理（整块内存的复制、写入等）提供了便利，这使得数组可以作为缓存（临时存储数据的一块内存）使用
• 课时一 一维数组
  • 一维数组
    • 所谓一维数组是指只有一个下标（index）的数组，它在计算机的内存中是连续存储的
    • 一维数组的形式： <存储类型> <数据类型> <数组名>[length]
      • 例如：int a[6] 存储类型为：auto 数据类型为：int 数组名为：a
        • 数组名：表示内存首地址，是地址常量 sizeof(数组名) 是数组占用的总内存空间 编译时分配连续内存 内存字节数=数组维数 * sizeof(元素数据类型)
        • “数组名”存的是数组在内存当中的起始地址，即“数组名”存的就是a[0]的地址 此例中：“数组名”——a，是地址常量，不可以修改
        • Tips：%p 按地址格式打印，& 是取地址
    • 一维数组的引用
      • 数组必须先定义，后使用
      • 只能逐个引用（写入或读取）数组元素，不能一次引用整个数组
      • 数组元素的表示形式：数组名[下标] 其中：下标可以是常量或整型表达式
    • 注意事项
      • C语言对数组不作越界检查，使用时一定要注意！！！ 数组定义时就要明确指定长度，在定义后数组长度不能发生改变了，之后的地址都是未初始化过的地址，里面有什么东西都是不知道的，所以不能使用，也就是数组越界了。
      • 可以用变量定义数组维数——例如：int i = 15; int a[i]
  • 一维整型数组
    • 一维整型数组的初始化
      • 数组不初始化的话，则其元素值为随机数
      • 对static数组元素不赋初值，系统会自动赋以0值
      • 当赋值的元素少于数组总体元素的时候，剩余的元素自动初始化为 0
        • 对于short、int、long，就是整数 0；
        • 对于char，就是字符 '\0'；（ASCII 码表中的第 0 个字符，英文称为 NUL）
        • 对于float、double，就是小数 0.0。
      • int a[]={1,2,3,4,5,6}; //编译系统根据初值个数确定数组维数，确定后则数组长度就不能改变了，小心数组越界问题
    • 一维整型数组的元素个数
      • n = sizeof(数组名) / sizeof(int)
    • 实例：冒泡排序and简单选择排序
  • 一维字符数组（见下述“字符数组”）
• 课时二 二维数组
  • 二维数组
    • 二维数组的形式：（声明时列数不能省略，行数可以！！！） <存储类型> <数据类型> <数组名>[length1(行)][length2(列)]
      • 例如： int a[3][4] 存储类型为：auto 数据类型为：int 数组名为：a 行名(或者叫“一维数组名”)：a[0],a[1],a[2]
        • 二维数组a[3][4]可分解为三个一维数组，它们的数组名分别为 a[0]、a[1]、a[2]
      • 二维数组在概念上是二维的，但在内存中是连续存放的； 换句话说，二维数组的各个元素是相互挨着的，彼此之间没有缝隙 在C语言中，二维数组是按行排列的，即放完一行之后再放入第二行 因此，可以这样理解：二维数组是由多个长度相同的一维数组构成的
    • 二维数组的引用
      • 数组元素的表示形式：数组名[下标][下标] 其中：下标可以是常量或整型表达式
  • 二维整型数组
    • 二维整型数组的初始化
      • 按行分段赋值
        • int a[5][3]={ {80,75,92}, {61,65,71}, {59,63,70}, {85,87,90}, {76,77,85} };
      • 按行连续赋值
        • int a[5][3]={80, 75, 92, 61, 65, 71, 59, 63, 70, 85, 87, 90, 76, 77, 85};
      • 可以只对部分元素赋值，未赋值的元素自动取“零”值
      • 如果对全部元素赋值，那么第一维的长度可以不给出，即行号可以省略 例如：int a[][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
  • 二维字符数组（见下述“字符数组”）
  • 多维数组
    • 具有两个或两个以上下标的数组称为多维数组
• 课时三 字符数组和字符串
  • 字符数组
    • 用来存放字符的数组称为字符数组
    • char a[10]; //一维字符数组 char b[5][10]; //二维字符数组 char c[20]={'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a','m'}; // 给部分数组元素赋值 char d[]={'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm' }; //对全体元素赋值时可以省去长度
    • 字符数组实际上是一系列字符的集合，也就是字符串（String）。 在C语言中，没有专门的字符串变量，没有 string 类型，通常就用一个字符数组来存放一个字符串。
    • C语言规定，可以将字符串直接赋值给字符数组
      • 注意：字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它，一旦定义完了，就只能一个字符一个字符地赋值了。 
    • 注意：当以%s输出字符串时，要确保字符数组最后有‘\0’，不然会出现错误
    • 字符数组的初始化
      • 数组不初始化的话，则其元素值为随机数
      • 对static数组元素不赋初值，系统会自动赋以0值
      • 当赋值的元素少于数组总体元素的时候，剩余的元素自动初始化为 \0
      • 字符数组的初始化
        • 逐个字符赋值
          • 逐个字符地给数组赋值并不会自动添加'\0' 例如：char str[] = {'a', 'b', 'c'}; 则数组 str 的长度为 3，而不是 4，因为最后没有'\0'
        • 用字符串常量
          • 当用字符数组存储字符串时，要特别注意'\0'，要为'\0'留个位置； 这意味着，字符数组的长度至少要比字符串的长度大 1。 例如：char str[7] = "abc123"; "abc123"看起来只包含了 6 个字符，我们却将 str 的长度定义为 7，就是为了能够容纳最后的'\0'。如果将 str 的长度定义为 6，它就无法容纳'\0'了。 由" "包围的字符串会自动在末尾添加'\0' 注意：当以%s输出字符串时，要确保字符数组最后有‘\0’，不然会出现错误
  • 字符串
    • C语言中是没有字符串变量的，用字符数组处理字符串
    • 字符串是一系列连续的字符的组合
    • 在C语言中，字符串总是以'\0'作为结尾，所以'\0'也被称为字符串结束标志，或者字符串结束符。 '\0'是 ASCII 码表中的第 0 个字符，英文称为 NUL，中文称为“空字符”。 该字符既不能显示，也没有控制功能，输出该字符不会有任何效果，它在C语言中唯一的作用就是作为字符串结束标志。 '\0'至关重要，没有'\0'就意味着永远也到达不了字符串的结尾。 由" "包围的字符串会自动在末尾添加'\0' 例如，"abc123"从表面看起来只包含了 6 个字符，其实不然，C语言会在最后隐式地添加一个'\0'，这个过程是在后台默默地进行的，所以我们感受不到。
    • C语言在处理字符串时，会从前往后逐个扫描字符，一旦遇到'\0'就认为到达了字符串的末尾，就结束处理。
    • Tips：0、‘\0’以及Null是一回事，到数值型写0，到字符型写\0，到指针时写Null
    • 就目前学到的知识而言，int、char、float 等类型的变量用于 scanf() 时都要在前面添加&，而数组或者字符串用于 scanf() 时不用添加&，它们本身就会转换为地址。
• 课时四 字符串函数
  • C库中实现了很多字符串处理函数，使用时需要添加头文件： #include <string.h>
  • strlen函数
    • 字符串长度函数：strlen 格式：strlen(字符串) 功能：计算字符串长度 返值：返回字符串实际长度，不包括‘\0’在内 \xhh表示十六进制数代表的符号 \ddd表示八进制的
      • 例如：对于以下字符串，strlen(s)的值为： char s[10]={‘A’,‘\0’,‘B’,‘C’,‘\0’,‘D’}; //strlen(s) = 1，遇到\0认为字符串结束了 char s[10]={ ‘A’,’0’,‘B’,‘C’,‘\0’,‘D’}; //strlen(s) = 4，’0’的ASCII码是48 char s[ ]=“\t\v\\\0will\n”; // strlen(s) = 3，遇到转义的时候，转义字符\t算一个整体 char s[ ]=“\x69\141\n”; // strlen(s) = 3，\x69、\141、\n分别算一个整体
  • strcpy函数
    • 字符串拷贝函数：strcpy 格式：strcpy(字符数组1,字符串2) 功能：将字符串2，拷贝到字符数组1中去；如果字符数组1中本来有字符，则会全部被覆盖掉（因为连同‘\0’一块拷贝了）。 返值：返回字符数组1的首地址 说明： （1）字符数组1必须足够大 （2）拷贝时‘\0’一同拷贝
  • strcat函数
    • 字符串连接函数：strcat 格式：strcat(字符数组1,字符数组2) 功能：把字符数组2连到字符数组1后面（字符数组1和字符数组2必须都是字符串！！！，因为这本身就是字符串的连接函数） 返值：返回字符数组1的首地址 说明： （1）字符数组1必须足够大 （2）连接前,两串均以‘\0’结束（即两串都是字符串）；连接后,串1的‘\0’取消,新串最后加‘\0’
  • strcmp函数
    • 字符串比较函数：strcmp 格式：strcmp(字符串1,字符串2) 功能：比较两个字符串 比较规则：对两串从左向右逐个字符比较（ASCII码），直到遇到不同字符或‘\0’为止 返值：返回int型整数 （1）若字符串1 < 字符串2， 返回负整数（-1） （2）若字符串1 > 字符串2， 返回正整数（1） （3）若字符串1 == 字符串2， 返回零
  • 扩展用法
    • strncpy(p, p1, n) 复制指定长度字符串，即部分覆盖
    • strncat(p, p1, n) 附加指定长度字符串
    • strcasecmp(p, p1)忽略大小写比较字符串
    • strncmp(p, p1, n) 比较指定长度字符串
    • strchr(p, c) 在字符串中查找指定字符，返回值为该字符在字符串中第一次出现的地址 strrchr(p, c) 在字符串中查找指定字符，返回值为该字符在字符串中最后出现的地址 通过和起始地址相比，可以得到该字符在字符串中的下标
    • strstr(p, p1) 查找字符串
    • 需要加头文件 ：#include <ctype.h>
      • isalpha() 检查是否为字母字符 isupper() 检查是否为大写字母字符 islower() 检查是否为小写字母字符 isdigit() 检查是否为数字
      • toupper(int c)功能是把字母字符转换成大写，非字母字符不做出处理 tolower(int c)功能是把字母字符转换成小写，非字母字符不做出处理
      • Tips：EOF是End Of File的意思，在C语言中定义的一个宏，用作文件结束标志（ctrl+D）。